华越国际：一文了解有机硅密封胶市场供求及应用发展

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发表时间：2021-01-15

关于密封

小编在写这篇文案之前，已经无数次的提过密封这个概念了，其实密封，安全是不分家的，密封即是为了安全，所以小编认为密封安全是工业、制造行业的第一大隐患，工厂里的密封点数量很多，因为密封点泄露而影响生产的事故也非常普遍。机械设备若不能保证密封，跑，冒，滴，漏将引起物料流失和能量损耗，造成环境污染，影响工厂生产，可靠地密封是机器设备运行安全性，可靠性和耐久性的重要保证

安全

1 密封与有机硅灌封胶

密封技术的重要性：

密封技术在工业生产中无处不在，密封是机电产品中防止产品漏油、漏气、漏水以及外界环境介质和灰尘侵入的装置，是现代流体机械和动力机械不可或缺的零部件。既保护工厂庞大的身体，防止外界“感染”，又防止工厂“血液”的流失，同时防止流体形态的产品产生泄漏的必要手段，也是安全与环保的保障。

对于密封材料的选择，也有着以下几点要求：

有机硅密封胶

防漏人的防漏魂，首当其冲就是密封胶了。今天小编就带大家一起来了解下密封胶的原理、作用及技术难点。当然还有每日一荐的品牌推荐。

密封胶是一种未固化前呈液体状，具有一定流动性的，在一定时间、加热或其他条件下进行固化，形成弹性体的复合材料。其主要作用是用于电子元器件的粘结、密封、灌封、涂覆保护，起到防水、防潮、防尘、防腐蚀、防震的作用。随着电子电器行业的发展，灌封胶也得到了越来越广泛的应用。

密封胶的种类很多，市面上常见的有环氧树脂密封胶，有机硅密封胶，聚氨酯灌封胶，UV 密封胶，热熔性密封胶等种类。近年来，随着电子电器行业的发展，人们更加注重产品的稳定性，为保护电子产品免受自然环境的侵蚀延长其使用寿命，对电子电器的耐候性、散热性、抗震防水性提出更严苛的要求。有机硅密封胶的基本特性，最切合电子电器所需要满足的性能。因此有机硅密封胶在行业内得到越来越多的应用，受到了越来越多客户的认可。

小编在以前的文章里就有介绍过硅这个材料在现在是有多火爆，硅，是地壳中仅次于氧含量最多的元素，由金属硅和甲醇进行层层化学反应后就会得到硅酮，而硅酮就是密封胶最最重要的组成部分了。这也是为什么大部分密封胶瓶身上都会写明为硅酮密封胶的原因。

2 密封胶的原理及发展趋势

密封胶的工作原理是什么?

涂抹过程中，高分子体紧密连接到一起，形成良好的粘接力，不会轻易被外力拉开。犹如拥有了吸引力，不会挥发不会断裂。为了确保粘接效果，不要涂抹太厚，均匀即可。胶层过厚，会影响附着力，不能发挥良好的粘接性。涂抹时不宜贪多，完成密封即可。

有其独特的优势：

物理化学性质稳定，具备较好的耐高低温性，可在-50~200℃范围内长期工作并保持性能的稳定性

具有优异的电气性能和绝缘能力，灌封后有效提高内部元件以及线路之间的绝缘，提高电子元器件的使用稳定性

低模量，有机硅灌封胶固化后材质较软，能够消除大多数的机械应力并起到减震保护效果

发展趋势

你可以不知道有机硅密封胶的原理，但你不能不知道它有多火。到2020年，我国有机硅密封胶的需求量由于有机硅下游领域需求的增长，促使我国有机硅密封胶的产量和消费量增加。从表1(2019数据)中能够看出，2010年国内有机硅密封胶的产量比消费量少3万吨，到2015年时，其产量比消费量多2万吨，国内有机硅密封胶的消费量和产量同时增加，供求关系相对平衡。

表1 国内有机硅密封胶供需平衡关系

发展中的问题：

1 高价之下的猫腻：

在硅酮密封胶中加入大量的低沸点物质(如白油)。白油分子量较低，易挥发，会随着使用时间的推移，逐渐从硅酮密封胶中挥发或渗出，失去增塑作用，最终导致硅酮密封胶硬度增加，发生脆化开裂现象。

2 快速固化：

为了解决有机硅弹性体无法在水下固化的问题，加拿大麦克马斯特大学Michael A. Brook教授课题组以氨丙基硅氧烷和甲醛、戊二醛、乙二醛为原料，在不加入催化剂的条件下，成功实现了有机硅弹性体在水下的快速凝胶和固化。发现在三种小分子醛中，甲醛与有机硅的凝胶和固化反应最为迅速，在空气中甲醛体系的胶凝时间仅需4 s，当分子量增加到50000 g·mol-1后，这一时间稍微增加到16 s；在水下分子量为3000和50000 g·mol-1的有机硅体系凝胶时间分别为12和55 s。甲醛/硅氧烷混合物在水下仅需5 s就能堵住直径为1 cm的漏洞，而且保持14天不发生漏水现象。

3 环保：

同时，随着人们对环保健康的不断重视，对于密封胶是否会对人体造成伤害这个问题，很多人都有这样的疑问。由于酸性密封胶具有较大的刺激性气味，虽然对人身不会造成伤害，但是会影响使用的舒适度。因此近年常见密封胶是单组分脱醇型或脱肟型室温硫化硅酮密封胶，称为中性胶。中性胶会在固化过程中释放以醇类或肟类为主的有机物小分子，在标准养护环境下，通常3-5天时间完全固化，释放的小分子完全挥发后不会再有任何气味的现象。

3 应用案例（医药、光伏组件、新能源汽车）

近年来，有机硅密封胶在汽车、电子、光伏等领域也受到青睐。有机硅密封胶因其优异的高低温、耐紫外线以及抗臭氧老化性能，最先在建筑领域得到应用，发展到目前为止，已经成为建筑密封胶的主要品种。近年来，有机硅密封胶在汽车、电子、光伏、医药等领域也受到青睐。

医药应用

医用电子灌封料

低粘度的一部分紫外线/可见光固化系统引领了这一潮流，其特点是在暴露于紫外线后固化速度快，极好的电绝缘性能和出色的物理强度。这些低收缩率配方不含溶剂，可以很好地粘附于各种基材，例如玻璃，FR4，陶瓷，金属，聚苯乙烯，聚氨酯。双重固化配方具有用于“阴影”区域的辅助热固化机制。这些固化可以在80°C下完成，双重固化产品的Tg高后固化后。精选牌号具有出色的柔韧性/韧性，耐磨损，腐蚀性化学物质，反复灭菌。LED组合物是粘合至热敏基材的理想选择，并且固化后不粘。两组分导热/电绝缘的生物相容性环氧体系具有尺寸稳定性，低热膨胀系数，可流动的稠度以及用于灌封/封装的出色介电特性。已设计出其他环氧化合物，以承受高压灭菌的多个重复循环，高热稳定性，并且可浇铸的厚度超过2-3英寸。

广泛用于医疗电子设备应用中，包括：医疗部件的组装、助听器、药物释放泵、除颤器、胎儿和产妇监护仪、尖脉搏血氧仪、神经刺激器。

光伏组件应用案例：

一套太阳能光伏组件大致由钢化玻璃、EVA薄膜、电池片、背板、铝合金边框、接线盒、组件用胶七大部分构成。

太阳能光伏组件主要应用在户外，因此选用的密封胶长期在户外使用时必须适应不同地区环境的气候差异性，如高温高湿、高低温、强紫外线、臭氧、风雨等自然条件。

有机硅密封胶因其具有优良的耐高低温性能、优异的粘结性、卓越的耐老化性能、优异的绝缘性能、良好的弹性、疏水性以及应用工艺简单、生产效率高等特点，目前在太阳能光伏组件封装生产中得以广泛应用。

太阳能电池片是太阳能光伏发电系统的核心部件。由于太阳能电池片存在薄、脆、易氧化等缺陷，就需要对其进行保护性封装，形成性能稳定的太阳能电池组件。因此其粘结密封用胶的性能要求如下：

（1）固化速度快，生产操作工艺简便；

（2）对各种背板、框架、接线盒具有良好的粘结性；

（3）热应力小，散热性好，耐侯性好，抗紫外线性能好，防水性能好，电绝缘性好；

（4）在宽泛的温度（-40 ℃~150℃）、湿度及恶劣环境条件下保持密封组件的物理特性和电学特性；

（5）对冲击和振动所产生的应力加以吸收，防水密封使电池片保持干燥且不被应力破坏，抗黄变、可修复，寿命20年以上。

接线盒灌封用胶要求

太阳能光伏接线盒是介于太阳电池组件构成的太阳电池方阵和太阳能充电控制装置之间的连接器，是太阳能发电设备必不可少的配套部件，其灌封胶的性能要求如下：

（1）操作简单，具有较好的自流平和自排泡性能，快速固化；

（2）固化后具有较好的防水、绝缘、导热性能，粘结良好；

（3）出色的抗老化性能，户外使用可抵抗紫外光、臭氧、水分、酸、碱的不良影响，保持物理特性和电气绝缘性能。

新能源电动汽车 |“心脏”助力剂：有机硅密封胶

随着电机，电控，电池三电系统的零部件设计的小型化、集成化、智能化以及其应用的环境变得更加复杂化，技术上要求变得日趋严苛，新能源汽车行业面临着更多严峻的新挑战。充电机和驱动电机系统的电子元器件在工作时会产生较大的热量，为了提高可靠性和使用稳定性，更高效地将热量传递出去，选择一款合适的多功能封装材料尤为重要，而在这些众多材料的选择之中，有机硅导热密封材料越来越为电子零部件厂商所青睐。

模拟灌封胶在OBC线圈灌封中的应用

车载充电机OBC（on-board charger）

车载充电机是指固定安装在电动汽车上的充电机，其作用是为了确保电动车动力电池能够安全且自动充满电。

目前车载充电机的设计已集成多个功能，包括双向功率转换，直流到直流转换以及其它辅助器件，功能的集成化使得车载充电机整体设计更加紧凑。此外，目前多数的国内生产厂家正在研发更高功率的车载充电机以实现更高效率的充电。这些设计的变化使得车载充电机的热管理问题也变得越来越严峻。为了实现这些复杂结构的导热效能，需要具备高流动性、高耐热、高弹性的导热灌封胶来填充元器件与散热体之间的空隙。

电机

电机是新能源车的电驱动系统。驱动电机将电能转化为机械能的过程中会产生大量的热量，而这些热量如果不能有效地传递出去，便有可能造成相部件故障，妨碍驱动系统的正常工作，因此电机的热管理尤为重要。

众所周知，新能源汽车电机的使用环境较为复杂，要面对高温低温、震动、爬坡、高速低速等多种工况所带来的冲击，这就要求封装材料在具备良好导热性能的同时，还要在高低温冲击的情况下保持其可靠性。

随着电机逐步向大功率发展，电机的运行温度越来越高，如果所产生的热量无法及时进行传递，将加速电机中绝缘材料的老化，为电机的耐久性和可靠性带来极大的隐患。

目前电机导热灌封主要采用环氧树脂导热密封胶，但其存在抗冷热冲击能力弱，耐高温性差等缺点。受到冷热冲击后容易产生裂缝，导致绝缘性能急剧下降；局部温度超过150°C时，密封胶变软导致功能丧失。这些不足使得其在新能源电机导热灌封的应用中越来越捉襟见肘。有机硅导热密封胶以其独有的高可靠性优势成为一种替代方案。

动力电池包